VPS 導入事例

株式会社デンソーウェーブ 様

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実デバイスを接続してタイミングを検証
設備設計シミュレーションを高精度化

ロボットや自動認識機器に強みを持つデンソーウェーブは、設備のライフサイクル全体における3次元CADとシミュレーション活用の第一歩として、実デバイスを融合した設備シミュレーション環境の構築に着手。産業機器用の標準通信ミドルウェア「ORiN」と富士通の3次元仮想設計支援シミュレータ「VPS」を組み合わせることにより、実デバイスの動作結果に基づいて正確なタイミング検証を行える設備シミュレーションの実証実験に成功した。このシミュレーションではロボットプログラムやラダープログラムの検証も併せて行えるので、手戻りの抑制や期間短縮にも大きな効果が期待できる。

導入事例キーワード
設計品:	産業用ロボット、自動認識機器、プログラマブルコントローラ等の機器およびシステムの開発、製造、販売
ソリューション:	PLMソリューション PLMソリューションのページへ
製品:	VPS この製品のページへ

しかし、設備のライフサイクルは製品に比べて長く、何十年にもわたってメンテナンスが行われる。設備設計が完了した後も、メカ設計者、電気設計者、ラダーやロボット言語のプログラマー、運用や保守の担当者など、多くの人がかかわることも特長だ。「ライフサイクル全体で3次元CADとシミュレーションを活用することによって、その人たちの作業を支援する――。その最初の一歩に設備シミュレーションを位置付けることにより、導入効果を十分に引き出せると考えました」と、犬飼様は話す。

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正確なタイミング検証を目指し実デバイスをモデルに組み込む

この問題を解決するには、外界にある実デバイスとシミュレータが直接連携できるようにすることだ。そのためのツールとして犬飼様が選んだのは、産業機器用の標準通信ミドルウェア「ORiN」（Open Resource interface for the Network）と富士通の3次元仮想設計支援シミュレータ「VPS」（Virtual Product Simulator）の組み合わせだった。

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ORiNに接続された実デバイスを 「VPS/IOConnector」経由でつなぐ

ORiNは制御系ミドルウェアの一種で、ロボットやFA機器に対して監視と制御の両方の機能を提供できるという特長を持つ。
接続されているデバイス間では、状態や変数値の読み書きに加えて、制御プログラムの交換も可能だ。デンソーウェーブはORiNの規格策定にも深くかかわっており、SDK（Software Development Kit）の販売も行っている。

また、VPSには制御系ソフトウェア開発を支援するためのオプションモジュール「VPS/IOConnector」が用意されており、ユーザー側でインタフェースモジュールを開発すれば、原理的にはあらゆる実デバイスとの連携が可能だ。「ORiNとの接続が容易だったことも、VPSを選んだ理由の1つです」と、犬飼様は話す。

「実デバイスを融合した設備シミュレーション環境」の実証実験は、次のようなシステムで構成した。VPSを組み込んだコンピュータ、ロボット、QRコードリーダなどはORiNに接続され、相互に論理デバイスとして認識できる。ロボットコントローラ内のプログラムによって計算された関節値は、「VPS Provider」（デンソーウェーブが開発したユーザーモジュール）を通じてVPSに取り込まれ、実デバイスがVPSの模擬動作に直接関与することを可能にしている。

「ORiN」と富士通「VPS」の組み合わせで構成された設備シミュレーション環境

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シミュレーション精度が向上し試作回数も手戻りも削減できた

「設備を製作する人が真に欲しているのは、ロボットやPLCなど実デバイス用のプログラム。そのプログラムを設計段階で検証できるようになった結果、シミュレーション精度が向上し、設備作りの手間と時間を削減できるようになりました」

実デバイス融合型の設備シミュレーション環境のもたらす効果を、犬飼様はこのようにまとめる。また、設備作りにかかわる人々の間でシミュレーションに対する信頼度が高まるにつれて、「手戻り時間の短縮」「手戻り回数の削減」といった仮想検証の本来の効果も期待できる。

このシミュレーション環境の肝となるVPS Providerは、現在、ORiN 2 SDK for Windowsにサンプルモジュールとして添付されている。単体のロボットだけでなく、それを核とする設備設計のシミュレーションにおいても、デンソーウェーブは日本の産業界をリードし続けていく。